L'hormone chorionique gonadotrophique et l'alpha-foetoprotéine - RERO DOC

UNIVERSITE DE GENEVE FACULTE DE MEDECINE Section de Médecine clinique

Département de Gynécologie-Obstétrique

Thèse préparée sous la direction du Docteur Didier Chardonnens, PD

L’HORMONE CHORIONIQUE GONADOTROPHIQUE

ET L’ALPHA-FOETOPROTEINE :

LEUR CORRELATION AVEC LA PRE-ECLAMPSIE

THESE

Présentée à la Faculté de Médecine de l’Université de Genève

pour l’obtention du grade de Docteur en médecine par

Ilinca ROMOSCANU

de Carouge (Genève) Thèse No 10496 Genève 2007

Table des matières

Remerciements . . . 4

Résumé . . . 5

1.

Introduction

. . . . . . 6

1.1. Généralités . . . 6

1.2. Physiologie de l’angiogénèse placentaire . . . 7

1.2.1. Régulation non-hormonale de l’angiogénèse . . . 10

1.2.1.1. Facteurs de croissance . . . 10

1.2.1.2. Expression des molécules d’adhésion . . 12

1.2.1.3. Dégradation de la matrice extracellulaire . 12 1.2.2. Régulation hormonale de l’angiogénèse . . . . 13

1.2.2.1. Les hormones protéiniques dont l’hCG . . . 13

1.2.2.2. Les hormones stéroïdiennes . . . . . 19

1.2.2.3. L’alpha-foetoprotéine . . . . 21

1.2.3. Dépistage prénatal . . . . . . 23

1.2.3.1. Dépistage du deuxième trimestre . . . . 23

1.2.3.2. Dépistage du premier trimestre . . . 26

1.2.3.3 Défaut de fermeture du tube neural . . . . 29

1.3. Pré-éclampsie . . . .. 29

1.3.1. Physiopathologie de la pré-éclampsie . . . 29

1.3.1.1. Facteurs de croissance . . . 29

1.3.1.2. Marqueurs biologiques et biophysiques . . . 33

1.3.1.3. Implication du système immunitaire. . . 37

1.3.1.4. Facteurs génétiques . . . . . . . 39

1.3.2. Traduction clinique de la pré-éclampsie . . . 40

1.3.2.1. L’hypertension artérielle durant la grossesse . . . . 40

1.3.2.2. Facteurs de risque de la pré-éclampsie . . . 42

1.3.2.3. Clinique et complications . . . 43

1.3.2.4. Examens paracliniques. . . 44

1.3.2.5. Morbidité et mortalité de l’hypertension gravidique et de la pré-éclampsie . . . . . . . 44

1.4. Objectif de ce travail . . . .. . . 45

2. Matériel et méthodes

. . . 46

2.1. Généralités . . . 46

2.2. Choix des patientes . . . 47

2.2.1. Critères d’inclusion . . . 47

2.2.2. Critères d’exclusion . . . 48

2.3. Groupes . . . 48

2.4. Méthodologie des dosages . . . 49

2.4.1. Fraction libre βhCG . . . 49 2.4.2. Alpha-foetoprotéine . . . 50 2.5. Procédure . . . 50 2.6. Traitement . . . . 51 2.7. Données d’intérêt . . . 51 2.8. Méthodologie statistique . . . 52

3.

Résultats

. . . 52

3.1. Description des groupes . . . 52

3.2. Caractéristiques maternelles . . . 53

3.3. Caractéristiques des nouveau-nés . . . . . . 55

3.4. Comparaison patientes multipares et primipares . . . 58

3.5. Résultats βhCG . . . . . . 60

3.5.1. Pré-éclampsie versus témoins . . . . . . . 60

3.5.2. Pré-éclampsie sévère versus pré-éclampsie modérée . . . 61 3.5.3. Synthèse des résultats de la fraction libre de βhCG . 62

3.6. Résultats AFP . . . 63

3.6.1. Pré-éclampsie versus témoins . . . 63

3.6.2. Pré-éclampsie sévère versus témoins . . . 64

3.6.3. Pré-éclampsie sévère versus pré-éclampsie modérée . . . 64

3.6.4. Synthèse des résultats de l’AFP . . . 65

4. Discussion

. . . 68 4.1. hCG et pré-éclampsie . . . 70 4.2. Alpha-foetoprotéine et pré-éclampsie . . . . . . 75 4.3. Discussions diverses . . . 77

5. Conclusion

. . . 78

6. Bibliographie

. . . 83

Remerciements

Ces quelques lignes pour citer les personnes qui m’ont aidée à mener à terme ce travail et que je souhaite sincèrement remercier.

Il s’agit du Dr. Didier Chardonnens, PD, pour m’avoir acceptée comme doctorante, m’avoir soutenue et pris de son temps pour ce long travail. Ses nombreux conseils m’ont aidée à mettre sur pied cette thèse.

Dr. Paul Bischof m’a donné accès à la base de données du laboratoire d’Hormonologie de la Maternité de l’Hôpital Universitaire Cantonal de Genève. Je le remercie aussi pour sa précieuse aide dans l’analyse de ces données, ainsi que pour ses réponses à mes nombreuses questions.

L’aide du Dr Michel Boulvain m’a été également très précieuse: il m’a initiée à la critique constructive de la littérature et il m’a appris, pendant la préparation de ce travail, les principes de la statistique.

Je remercie également le Prof. O. Irion, responsable du département d’obstétrique, de m’avoir fait part, régulièrement, de ses connaissances théoriques et cliniques sur la pré-éclampsie.

Je remercie également les archivistes du département de gynécologie-obstétrique.

Je veux faire part à mes proches et surtout à mes parents de ma reconnaissance pour leur soutien et leur insistance à me pousser vers l’avant. Je les remercie du fond du cœur.

Résumé

La pré-éclampsie, dont l’étiologie reste mal connue, est probablement due à une déficience de la vascularisation placentaire suite à la perturbation de l’invasion du trophoblaste avec la libération de facteurs inconnus. Cette maladie, dont l’incidence est de 4 à 7%, met en jeu la vie maternelle et foetale. Les mécanismes n’étant pas tous élucidés, aucune mesure préventive ou prédictive n’existe jusqu’à ce jour. Des études sur les marqueurs placentaires sont en cours, dans le but d’identifier précocement les patientes à risque qui nécessitent un suivi approprié ou un traitement préventif.

La βhCG, fraction β libre de l’hormone chorionique gonadotrophique (hCG) et l’alpha-foetoprotéine (AFP) sont des marqueurs dosés durant la grossesse. L’objet de cette étude est de déterminer si ces hormones sont des marqueurs précoces de la pré-éclampsie.

Ce travail rétrospectif étudie un échantillon de 151 femmes primipares avec une grossesse unique, suivies dans le Département de Gynécologie et Obstétrique de l’Hôpital cantonal de Genève (prises de sang, consultations et accouchement) de 1994 à 1999. Il comprend 112 femmes appartenant au groupe témoin (T) et 39 au groupe pré-éclampsie (PE), selon la définition de l’ACOG (American College of Obstetricians-Gynecologists, 2002). La fraction β libre de l’hCG libre et l’AFP ont été mesurées par un Kryptor immunoassay.

Chez les patientes ayant présenté une pré-éclampsie, on note une augmentation significative de l’AFP du second trimestre. L'augmentation est plus marquée en fonction de la gravité de la pré-éclampsie.

Les variations de la βHCG libre entre le groupe témoin et le groupe de pré-éclampsie ne sont pas significatives.

Les femmes ayant une AFP augmentée devraient bénéficier facilement d’un suivi plus rapproché. L'AFP, associée à d’autres tests diagnostiques, pourrait nous aider à mieux évaluer le risque de pré-éclampsie et de mettre en place une prévention primaire de la pré-éclampsie.

1. Introduction 1.1. Généralités

Le développement de nouveaux vaisseaux, la néovascularisation, inclut la vasculogénèse et l'angiogénèse.

La première, la vasculogénèse, donne lieu exclusivement chez l'embryon au développement de son système vasculaire grâce à la différentiation des cellules mésenchymateuses et des hémangioblastes (Poole et al., 1989) qui seront les précurseurs des cellules endothéliales ainsi que des cellules sanguines.

La deuxième, l’angiogénèse, est impliquée dans de nombreuses situations physiologiques mais répond aussi à de nombreux stimuli pathologiques.

Ce processus se trouve à la base du fonctionnement de multiples maladies, autant tumorales que non.

Le bon fonctionnement du système de reproduction chez la femme repose en partie sur le processus d'angiogénèse, tant au niveau des différents organes comme les ovaires, l'utérus, la glande mammaire, que pour tout le processus de l’implantation et de la placentation.

La naissance d’un bébé en bonne santé à terme dépend donc intimement de ce processus d’angiogénèse qui est régulé de façon spectaculaire, dans

l'espace et dans le temps.

Dans certaines pathologies de la grossesse, l’angiogénèse est perturbée et peut entraîner des nombreuses complications de la grossesse : des fausses couches précoces et tardives, des morts in utero, des retards de croissance intra-utérine (RCIU), une prématurité et des pré-éclampsies (Kingdom et al., 2000).

La compréhension de la physiologie de l’angiogénèse, des facteurs de croissance impliqués et de l'environnement dans laquelle elle a lieu, pourrait non seulement nous faire avancer dans la prévention et le traitement des pathologies obstétricales dont les conséquences sont

lourdes, mais aussi nous permettre d’élargir nos connaissances dans de nombreux autres domaines médicaux, y compris les maladies tumorale.

1.2. Physiologie de l’angiogénèse placentaire

La placentation commence avec l’implantation du blastocyte sous l’épithélium utérin et la différentiation en tissu embryonnaire (le bouton embryonnaire) et extra-embryonnaire (le trophoblaste).

Les cellules du bouton embryonnaire prennent la forme d’un disque dès la deuxième semaine; au bout de la troisième semaine, trois zones se distinguent: l’ectoblaste qui donnera l’épiderme et le tissu nerveux; l’endoblaste qui donnera les glandes digestives et les épithélia digestifs et respiratoires et, au milieu, le mésoblaste qui donnera le squelette, les muscles, l’appareil circulatoire et les organes génitaux et urinaires.

Le bouton extra-embryonnaire prolifère, se ramifie comme des racines, en érodant la muqueuse utérine. Ces cellules trophoblastiques vont se différencier de deux manières différentes: soit elles fusionnent par leurs extrémités et forment le syncytiotrophoblaste qui recouvre les villosités flottantes et qui maintient les échanges entre le foetus et la mère (gaz, nutriments), soit elles se rejoignent en amas et forment une colonne de cytotrophoblaste au sommet des villosités crampons et pénétrent le premier tiers du myomètre. Le syncytiotrophoblaste va rapidement se creuser de lacunes confluentes remplies peu à peu de sang maternel grâce à l’érosion des vaisseaux maternels (cf. Fig.1a et 1b).

Figures 1a et b. Implantation du blastocyte (d’après Larsen, 2003)

Plus précisément, les unités de structure du placenta sont les villosités choriales. Leur développement se déroule ainsi: la formation des structures villositaires commence vers le 12e _{jour post-ovulatoire dès que} le cytotrophoblaste débute une multiplication cellulaire intense et dirigée en cordon dans le myomètre pour en dessiner des axes puis des

excroissances qui prolifèrent latéralement dans l’espace intervilleux. Aussi longtemps que ces excroissances sont composées de cytotrophoblaste seulement, elles sont dénommées villosités primaires. Au 21e jour, celles-ci sont envahies par du tissu mésenchymateux extra-embryonaire (villosités secondaires), puis par la formation de vaisseaux sanguins foeto-placentaires due à un processus de vasculogénèse (env. à la 5e-6e semaine). Ces villosités tertiaires ou mésenchymateuses, par un processus d’angiogénèse arborescente (branching angiogenesis), vont se transformer en villosités intermédiaires immatures. Ce type d’angiogénèse, pour son bon déroulement, doit avoir lieu dans un environnement relativement hypoxique. Puis, il se produit une chute de l’impédance vasculaire foeto-placentaire, qui est due à l’invasion du trophoblaste à l’intérieur des artères utérines spiralées, et qui induit l’augmentation de l’afflux sanguin au fœtus. Le trophoblaste migre préférentiellement en direction des artères spiralées maternelles. Il déplace et remplace les cellules endothéliales de ces artères maternelles. Ces cellules trophoblastiques y entraînent de profonds remaniements de la structure de ces artères. Ceux-ci se caractérisent par l’apparition d’un oedème, une disparition de l’endothélium et la destruction de la tunique musculaire et des lames élastiques internes, remplacées par un matériel fibreux. Ainsi, seules les artères entourées de trophoblaste montrent d’importantes altérations de leurs structures. Ces remaniements structuraux permettent aux artères d’échapper aux mécanismes normaux du contrôle neurovasculaire et aux médiateurs du tonus vasculaire (prostaglandines, endothélines, monoxyde d’azote, ...). Ce processus, appelé conversion, transforme ces artères spiralées en des vaisseaux dilatés, de plus basse résistance et de haut débit. Ces adaptations physiologiques assurent une augmentation importante du débit sanguin en direction du placenta. Cette conversion doit se dérouler à la fin du premier trimestre pour que la grossesse continue de manière optimale ( Goldmann-Wohl et al., 2002 ). Dans la pré-éclampsie, le remodelage de ces artères spiralées serait déficient (Matijevic et al., 1999; Meekins et al., 1994).

La dernière partie de cette angiogénèse arborescente est caractérisée par une forte perte de stroma et une augmentation de la concentration des capillaires. Les villosités intermédiaires immatures centrales vont se transformer en tronc villositaire par la régression du réseau capillaire périphérique et la différentiation en artérioles et en veinules des capillaires centraux.

Aux environs de la 24e-26e semaine, une fois la viabilité du foetus atteinte, un changement dans le développement des villosités placentaires apparaît. Par une angiogénèse non arborescente (non-branching angiogenesis), les villosités mésenchymateuses se transforment en villosités intermédiaires enfin matures où la croissance des capillaires excède la croissance des villosités elles-mêmes. Ces boucles de capillaires qui prolabent latéralement comme des bombements dans le trophoblaste adjacent apportent le sang foetal encore plus près de l’espace intravilleux pour former les villosités terminales (TV). Ces villosités terminales apparaissent exponentiellement pendant le troisième trimestre de la grossesse (Kingdom et al., 2000). Cette angiogénèse non arborescente se déroule dans un milieux normoxique.

1.2.1. Régulation non-hormonale de l’angiogénèse 1.2.1.1. Facteurs de croissance

Un certain nombre de facteurs de croissance angiogénique sont produits et localisés dans le placenta humain: les fibroblast growth factors (FGF) (Ferriani et al., 1994; Shams et al., 1994; Mulhauser et al., 1996), le related factor placenta growth factor (PlGF) (Khaliq et al., 1996; Vuorela et al., 1997), le hepatocyte growth factor (HGF) ( Kilby et al., 1996) et le vascular endothelial growth factor (VEGF), qui a été le mieux étudié jusqu’à aujourd’hui (Sharkey et al., 1993; Ahmed et al., 2000; Wheeler et al., 1995; Shore et al., 1997; Vuorela et al., 1997).

Leurs récepteurs ont été localisés dans le placenta humain. Plusieurs études ont démontré que VEGF et ses récepteurs qui sont VEGF-R1 (Flt-1), VEGF-R2 (Flk-1/KDR) (Mulhauser et al., 1995; Ahmed et al., 1995, Clark et al., 1996; Shore et al., 1997) étaient les facteurs de croissance

angiogénique clefs dans les conditions physiologiques et pathologiques de la placentation (Ahmed et al., 2000). Ce facteur de croissance est exprimé dans les villosités trophoblastiques et les macrophages du stroma et peut être détecté dans le sang maternel à la 6e semaine de gestation pour diminuer à la fin du 2e trimestre.

La transcription du VEGF est induite par le facteur 1 de la transcription induit à son tour par l’hypoxie (le transcription factor hypoxia induced factor 1) (HIF-1) qui est produit dans le placenta. Couplé au VEGF, VEGF-R2 induit une prolifération de cellules endothéliales et VEGF-R1 stimule la formation de tubes endothéliaux (Caniggia et al., 1999; Breier et al., 2000). De ces deux éléments résulte l’angiogénèse arborescente.

Dès le 3e trimestre, il se produit une diminution de la sécrétion de VEGF et, parallèlement, une augmentation de la production de PlGF dans le trophoblaste villeux et extravilleux (Khaliq et al., 1996; Crescimanno et al., 2000). L’ARN messager de PlGF augmente avec les semaines de gestation, contrairement au VEGF. Cette sécrétion est stimulée par l’oxygène. Uniquement le VEGF-R1 est stimulé par PlGF, contrairement à VEGF-R2, ce qui induit seulement la formation de tubes endothéliaux. Cette modification graduelle de la balance entre VEGF et PlGF pourrait expliquer le changement de l’angiogénèse arborescente à une angiogénèse non-arborescente avec la formation de villosités terminales et l’inhibition des arbres capillaires (Kinqdom et al., 2000). L’hypoxie augmente le VEGF et l’oxygène augmente le PlGF (Khaliq et al., 1999).

Un autre facteur de croissance, le TGF-β, produit à l’interface foeto-maternelle, semble être également un facteur très important dans la régulation de l’invasion trophoblastique. Cette invasion dépend de plusieurs étapes qui se succèdent: la prolifération cellulaire, un changement dans l’expression des intégrines et un changement de la production de la fibronectine. Ces étapes sont probablement régulées par TGF-β. Une des isoformes du TGF-β, le TGF-β3, est fortement produite à partir de la sixième semaine d’aménorrhée puis chute brutalement vers la onzième

semaine, juste avant le pic de l’invasion trophoblastique, suggérant le rôle de TGF-β3 comme inhibiteur de l’invasion trophoblastique.

1.2.1.2 Expression des molécules d’adhésion

Les molécules d’adhésion et les intégrines jouent un rôle très important dans la migration cellulaire. Ces molécules d’adhésion sont VE-cadherin, VCAM-1, PECAM-1, αVβ4, α1β1. Si elles ne sont pas exprimées à un moment donné, l’invasion du trophoblaste peut être déficiente. Par exemple, l’invasion du trophoblaste induit la transformation de cellules épithéliales en cellules endothéliales et la production de molécules d’adhésion propre aux cellules endothéliales; en cas d’absence de ces molécules, il ne se produit pas d’invasion endovasculaire.

L’α1β1 est nécessaire à la migration cellulaire. Un défaut de l’expression de cette molécule d’adhésion peut expliquer en partie la non-invasion des artères spiralées maternelles dans la pré-éclampsie.

Plusieurs études suggèrent que la pression en oxygène est aussi un des facteurs qui module la différentiation trophoblastique (Genbacev et al., 1996; Kingdom et al., 2000; Caniggia et al., 2000) par l’action sur les molécules d’adhesion. L’hypoxie changerait l’expression cellulaire de certains antigènes présents à la surface cellulaire, comme les intégrines, des marqueurs spécifiques des différentes étapes de la différentiation trophoblastique, et réduit ainsi la capacité d’invasion des cellules cytotrophoblastiques. Cette hypoxie arrête la différentation trophoblastique à une étape précoce, proliférative mais non invasive par l’expression élevée d’intégrines α5β1 (Genbacev et al., 1997; Caniggia et al., 1999). Les observations sur le fonctionnement des molécules d’adhésion, comme des facteurs de croissance, placent l'oxygène comme étant le régulateur clef de l'angiogénèse, avec un milieu hypoxique pendant le premier trimestre puis normoxique dès la douzième semaine.

1.2.1.3. Dégradation de la matrice extracellulaire

Pour que l’invasion du placenta puisse aussi se dérouler normalement, les cellules trophoblastiques doivent induire la transcription de certains gènes

impliqués dans la digestion de la matrice extracellulaire. Par exemple, la MMP-9 (matrix métalloprotéinase-9, une gelatinase de 92 KD) est associée au phénotype invasif du trophoblaste (Librach et al., 1991; Shimonovitz et al., 1994).

1.2.2. Régulation hormonale de l’angiogénèse

1.2.2.1. Les hormones protéiniques dont l’hCG (l’hormone chorionique gonadotrophique)

Un certain nombre d’hormones sont aussi nécessaires pour un bon déroulement de l’angiogénèse (hormones protéiniques et stéroïdiennes). Le placenta synthétise des homologues des hormones hypothalamiques dont la gonadolibérine (gonadotropin-releasing hormone, GnRH), la corticolibérine (corticotropin releasing hormone, CRH), la thyréolibérine (thyrotropin releasing hormone, TRH), l’hormone thyréotropine placentaire (human chorionic thyrotropin, hCT ), la somatostatine, l’hormone

chorionique gonadotrophine (hCG), la leptine, l’hormone placentaire lactogène ( human placental lactogen, HPL), etc. (Gordon et al., 2002). Le syncytiotrophoblaste, qui est en contact direct avec la circulation maternelle de l’espace intervilleux, est constitué de cellules fonctionnelles du placenta qui sécrètent la majorité des hormones et des protéines. En plus de leur rôle spécifique, certaines participent directement et

indirectement à l’angiogénèse placentaire. Toutes ces hormones sont imbriquées et leur mécanismes ne sont pas tous élucidés.

La gonadolibérine (GnRH) et ses récepteurs se trouvent dans le cytotrophoblaste et le syncytiotrophoblaste. Sa sécrétion n’est pas tout à fait élucidée. Elle régule la stéroïdogénèse et la production d’hCG (Gordon et al., 2002).

La corticolibérine (CRH) est produite durant la grossesse en grande quantité dans la circulation foetale et maternelle par le trophoblaste, les membranes fœtales et la décidue. Sa production est régulée par de

l’activine, l’interleukine et les glucocorticoïdes et est diminuée par la progestérone, l’inhibine et l’oxyde nitrique. Des études ont montré, in vitro, que la CRH exogène stimule la prolifération trophoblastique au premier trimestre (Choy et al., 2004). Des niveaux élevés de CRH dans le plasma maternel apparaissent dans les accouchements prématurés et dans la éclampsie (Giles et al., 1996). L’augmentation de la CRH dans la pré-éclampsie pourrait être due au cortisol fœtal augmenté, causé à son tour par le stress fœtal (Myatt et al., 1999).

L’hormone chorionique gonadotrophique (hCG) est une glycoprotéine formée de deux sous-unités α et β, sécrétée dès la fécondation. Cette hormone est secrétée par le cytotrophoblaste et le syncytiotrophoblaste, mais la grande majorité est produite grâce aux citernes que forme le réticulum endoplasmique du syncytiotrophoblaste. Un seul gène sur le chromosome 6 code pour la sous-unité alpha qui est composée de 92 acides aminés et qui est identique pour les sous unités α de la LH , de la FSH et de la TSH. Cependant, sur le chromosome 19, six gènes codent pour la sous-unité β de l’hCG dont deux sont actifs et sont probablement nécessaires à la haute production de cette hormone durant la grossesse. La sous-unité β de l’hCG est la plus grande des sous-unités β; elle est composée de 145 acides aminés dont une partie terminale carboxylée de 24 acides aminés. Cette partie permet l’utilisation d’anticorps très spécifiques et contient quatre sites de glycosylation qui sont en partie responsables de sa longue demie-vie de 24 heures. Cette longue demi-vie est aussi due à sa grande teneur en acide sialique. C’est la sous-unité β qui donne l’activité biologique spécifique de ces molécules. L’ADN de la séquence de la sous-unité β de l’hCG est à 96% semblable à celle de la LH (cf. Figure 2).

Figure 2. Schéma de l’hormone chorionique gonadotrophique

Le sécrétion d’hCG débute avant la nidation. Les récepteurs de l’hCG sont présents dans le trophoblaste dans l’endomètre. Elle devient détectable entre le 7e et le 9e jour après la fécondation. La sous-unité α devient détectable dans la circulation maternelle entre la 6e et 10e semaine de grossesse. L’hCG double sa valeur en 1,4 à 2,1 jours. Dès le retard des règles, sa concentration sanguine maternelle atteint 100 IU/L et son taux augmente jusqu’à la 8e-10e semaine, pour atteindre 100000 IU/L, puis baisse jusqu’à la 18e -20e semaine, pour se maintenir en plateau aux environs de 10000-20000 IU/L jusqu’à l’accouchement. Il y a une assez grande variabilité de l’hCG dans la circulation maternelle entre les différents sujets ainsi que des variations circadiennes, mais un rythme pulsatile circadien n’a pas pu être mis en évidence (Houghton et al., 1982)

Figure 3. Sécrétion d’hCG selon SA durant la grossesse normale (d’après J. Lansac et al., 1999)

Un peptide se trouvant sur la sous-unité β lie les deux sous-unités entre elles. L’âge de la grossesse avançant, ce peptide disparaît et la molécule d’hCG se dissocie en deux sous-unités libres, α et β et, de ce fait, la quantité d’hCG tronquée (divisée) augmente. Toutes les formes de cette hormone (hCG complète et non tronquée, l’hCG tronquée libre, les unités libres α et β et des fragments de l’hCG) se trouvent tout au long de la grossesse dans le sang maternel mais leur quantité varie avec le temps. Les raisons pour lesquelles l’hCG diminue dans la deuxième moitié de la grossesse sont encore à élucider. Cependant, la diminution de l’hCG a lieu au moment même de l’augmentation de la production de stéroïdes (progestérone et estradiol) (Islami et al., 2003) par le placenta, vers la 10e semaine.

La production d’hCG est régulée par différentes molécules dont la GnRH, les hormones stéroïdiennes (les oestrogènes stimulent la sécrétion de GnRH et la progestérone l’inhibe), les cytokines, la leptine (Islami et al., 2003), l’inhibine (via la suppression de GnRH) et d’autres facteurs de croissance comme l’EGF (epidermal growth factor).

La principale fonction de l’hCG est la stimulation de la stéroïdogénèse maternelle et probablement aussi la stéroïdogénèse fœtale (Gordon et al., 2002). Elle maintient le corps jaune et elle assure une bonne évolution de la grossesse jusqu’à la septième semaine, grâce aux stéroïdes produits par le corps jaune. Cette hormone supplante l’effet de la LH dès le 8e jour après l’ovulation. Entre la 7e et la 10e semaine de grossesse, le rôle de stéroïdogénèse du corps jaune est remplacé par le placenta. La stéroïdogénèse placentaire est aussi influencée par l’hCG (l’hydroxylation de la progestérone et des oestrogènes et l’aromatisation des androgènes). Hormis la stéroïdogénèse, l’hCG joue une rôle dans l’augmentation de la fonction thyroïdienne du début de la grossesse, avec une diminution de la TSH, et dans la suppression partielle des réactions immunitaires. La diminution de l’activité de l’hCG durant le 2e et le 3e trimestre est due à la diminution de sa teneur en acide sialique. Une grande majorité (80%) est dégradée pas le foie. Les unités libres sont excrétées par les reins, la sous-unité β se retrouve dans le système veineux sous forme de β core. La référence de l’hCG est l’unité standard, 1UI d’hCG qui est l’équivalent de l’activité de 1,279 µg de l’hormone. On ne parle pas de masse de l’hormone car il y a toujours des impuretés même dans les préparations contenant la protéine hautement purifiée. Il y a deux manières de mesurer de l’hCG, biologique et immunologique, cette dernière étant le plus souvent utilisée. Les unités habituellement utilisées pour l’hCG sont les mUI/ml ou le UI/l. Pour la sous-unité β, ce sont les ng/ml. Pour multiple de la médiane MoM), il n’y a cependant pas d’unité (ηg/ηg).

Une autre hormone, la leptine, joue un rôle important dans le déroulement physiologique de la grossesse. En dehors de la grossesse, elle est majoritairement produite par les adipocytes et a ses récepteurs dans l’hypothalamus. Elle est impliquée autant dans la régulation du poids corporel et l’homéostasie énergétique que dans la reproduction, les réponses immunes et inflammatoires (Marti et al., 1999) et la régulation de l’angiogénèse et de l’hématopoïèse.

Durant la grossesse, elle régule l’hématopoïèse embryonnaire, l’angiogénèse foetale et placentaire, la croissance et le développement du foetus et la synthèse hormonale à l’intérieur de l’unité foeto-placentaire (Henson et al., 2000). Le syncytiotrophoblaste est la source et la cible de la leptine pendant la grossesse (Linnemann et al., 2000), bien que plusieurs études suggèrent que le tissu adipeux foetal est le principal contributeur de la leptinémie (Henson et al., 2000). Dans le sang maternel, la leptine augmente durant la grossesse pour atteindre un pic vers les 26e - 28e semaines d’aménorrhée, puis décroit avant l’accouchement (Henson et al., 2000).

Durant la grossesse, le niveau de la leptine n’est pas directement relié au tissu adipeux. Il a été démontré in vitro que la sécrétion de la leptine était potentialisée par l’interleukine-1α, l’interleukine-6 et le 17β-oestradiol 6 (Meisser et al., 1999) et que la sécrétion d’hCG était stimulée par la leptine (Chardonnens et al., 1999). Rosenbaum et al., 1997, ont trouvé que la leptine était aussi régulée par les hormones stéroïdiennes: les oestrogènes augmentent la transcription de la leptine et les androgènes inhibent probablement cette synthèse.

Plusieurs hypothèses ont été suggérées pour expliquer cette augmentation progressive de la leptine durant la grossesse, les vrais mécanismes de sa régulation n’étant pas encore connus. D’autres tissus pourraient aussi produire la leptine. Un changement du stock adipeux, provoqué par l’augmentation des hormones (spécialement les oestrogènes) typique de la grossesse avancée, favoriserait un état de résistance à la leptine.

Harigaya et al. (1999) ont démontré que la concentration de la leptine dans le sang du cordon ombilical était corrélée au poids du foetus (plus la leptine était haute, plus le poids de l’enfant l’était aussi) et d’autres ont rapporté la même corrélation avec le poids du placenta, la longueur et la circonférence céphalique du nouveau-né. Cette hormone pourrait potentialiser l’hormone de croissance et le turn-over des cellules sanguines (Hirose et al.,1998; Henson et al., 2000).

1.2.2.2. Les hormones stéroïdiennes

Le placenta est la source principale de progestérone et d’oestrogènes durant la grossesse. Cependant il est un organe de stéroïdogénèse incomplet car il ne peut produire seul les différents stéroïdes. La synthèse du cholestérol lui est impossible, il est obligé d’utiliser celui de la mère. Il ne peut fabriquer ni androgène, ni oestradiol par défaut enzymatique; par contre il possède une aromatase pour transformer les androgènes en oestrogènes. Le foie foetal, lui, peut synthétiser le cholestérol à partir de son acétate permettant la formation de corticoïdes et d’oestradiol. La complémentarité des équipements enzymatiques présents dans les compartiments maternels, fœtaux et placentaires est donc à la base du concept de l’unité foeto-placentaire, ensemble fonctionnel dont les activités s’additionnent.

Ces hormones jouent un rôle dans le maintien de la gestation ainsi que dans la croissance et le développement foetal et le déclenchement du travail. En fin de grossesse, la production placentaire d’oestrogènes et de progestérone est de l’ordre de 300 mg par jour pour chacune de ces deux hormones.

La progestérone joue un rôle essentiel dans l’établissement et le maintien de la gestation. Dès le début de la grossesse, la progestérone est produite par le corps jaune puis, environ dès la 7e semaine de grossesse, le placenta devient la source principale de progestérone. La progestérone prépare et maintient l’endomètre qui permettra l’implantation; elle

de chute de la progestéronémie avant l’accouchement. Lors de l’accouchement le rôle de la progestérone n’est pas encore bien déterminé. La suppression de la progestérone peut conduire à des contractions utérines (Gordon et al., 2002).

Les oestrogènes produits par le placenta proviennent des androgènes grâce à l’enzyme aromatase P450, cependant le placenta ne peut pas synthétiser les androgènes depuis la progestérone. Ils proviennent donc d’abord de la circulation maternelle jusqu’à la 20e semaine puis des androgènes fœtaux (dehydroépiandrostérone sulfate, DHAES, synthétisée par les glandes surrénales fœtales).

Le rôle des oestrogènes, surtout de l’oestradiol, est important dans le maintien de la gestation et le développement foetal. Ils augmentent durant toute la grossesse et prépare l’utérus au travail de l’accouchement. De plus, l’adaptation cardiovasculaire à la grossesse est sous l’influence des oestrogènes: ils augmentent le volume sanguin, ils ont un effet vasodilatateur en agissant sur la synthèse d’oxyde nitrique, le système rénine-angiotensine et le flux sanguin placentaire (Gordon et al., 2002). Les oestrogènes placentaires augmentent la production hépatique d’angiotensinogène ; les oestrogènes et la progestérone augmentent la production de rénine par les reins. La rénine clive l’angiotensinogène en angiotensine I qui est convertie en angiotensine II qui augmente la production d’aldostérone. L’aldostérone favorise l’expansion vasculaire par rétention de l’eau et de sodium. En même temps, la réactivité vasculaire est moindre à l’angiotensine II qui est un vasoconstricteur. Il en résulte une diminution de la tension artérielle dans le première partie du deuxième trimestre.

Certaines corrélations entre le niveau des stéroïdes et la pré-éclampsie ont été découvertes. Une augmentation des androgènes durant le troisième trimestre chez les patientes souffrant de pré-éclampsie a mené à la conclusion de leur implication dans sa pathogenèse (Serin et al., 2001; Baksu et al., 2004), mais ces données doivent encore être vérifiées car

des hauts niveaux d’androgènes et d’oestrogènes sont plutôt corrélés aux fœtus mâles (James, 2002).

1.2.2.3. L’alpha-foetoprotéine (AFP)

Découverte en 1944 par M. Pedersen chez les bovidés et retrouvée en 1956 par Bergstrand et Czor chez l’homme, l’alpha-foetoprotéine est une glycoprotéine de type alpha-1-globuline, composée de 590 acides aminés et 4 % de carbohydrates dont la structure et probablement la fonction sont semblables à l’albumine.

L’AFP est normalement produite lors de développement fœtal et sa concentration est très basse durant la vie adulte. Cette glycoprotéine, dont les gènes proviennent du 4e chromosome, est produite à partir du second mois de la grossesse (8e - 9e semaine) par la vésicule vitelline et à partir du troisième mois par le foie et le tractus gastro-intestinal fœtal. Elle se trouve en forte concentration dans le système nerveux central fœtal.

La concentration fœtale atteint un pic de 300 mg/dl vers la 12e _semaine pour atteindre un niveau très bas vers la 31e _{semaine. La production} hépatique est tout à fait constante durant le 2e _{trimestre et jusqu’à la 30}e semaine. Cependant à cause de l’augmentation du compartiment fœtal intra-vasculaire et par effet de dilution, sa concentration diminue dans la circulation fœtale.

Son rôle n’est pas exactement connu: on pense qu’elle sert de transporteur intravasculaire de protéines et d’hormones stéroïdiennes et maintient la pression oncotique. Elle pourrait également avoir un rôle immunosuppresseur en protégeant les antigènes paternels du fœtus des anticorps circulants maternels. De plus, l’AFP pourrait moduler la prolifération cellulaire agissant ainsi de concours avec les facteurs de croissance. Des cas de déficience congénitale de l’AFP ont été décrits dont les nouveau-nés étaient tout à fait normaux (Sharony et al., 2004), ainsi le rôle de l’AFP reste incertain.

Le liquide amniotique contient également cette glycoprotéine et sa concentration suit celle de la circulation fœtale. L’AFP de la circulation fœtale est filtrée par les reins fœtaux et une petite partie (150 fois moins que dans la circulation fœtale) se retrouve dans le liquide amniotique. Ce liquide amniotique étant avalé par le fœtus, l’AFP est détruit par ses enzymes protéolytiques gastro-intestinales.

Grâce au flux transplacentaire et trans-amniotique, l’AFP augmente dans la circulation maternelle jusqu’à la 30e semaine, puis diminue jusqu’à l’accouchement et disparaît brusquement dès la délivrance.

Cette augmentation de la concentration dans la circulation maternelle parallèlement à la chute de la concentration dans la circulation fœtale du second trimestre est probablement due à une augmentation de la diffusion placentaire de l’AFP (cf. Figure 4).

Figure 4. Corrélation de l’AFP dans le sang fœtal et le sang maternel en fonction des semaines d’aménorrhée (SA)

L’AFP, contrairement à l’hCG, n’est pas produite par le placenta. Cependant, on a observé qu’une élévation de l’AFP était corrélée au retard de croissance intra-utérin ou alors associée à des lésions placentaires sans autre anomalie fœtale (Salafia et al., 1988). Si l’augmentation sérique maternelle est due à une diffusion plus élevée causée par le vieillissement

placentaire, et sachant que la pré-éclampsie est due à un défaut de placentation avec une hypoxie et ischémie placentaire, l’AFP sérique maternel pourrait probablement être corrélé à la sévérité de la pré-éclampsie.

Chez l’adulte, l’AFP est retrouvée en outre chez 60 à 80% des sujets atteints de cancer primitif du foie, mais aussi dans les cancers génitaux, du tube digestif ou des reins.

1.2.3. Dépistage prénatal

Langdon Down, un médecin londonien, a publié en 1866 un papier sur la ressemblance de certains de ses patients avec les Mongols (« Observations on an ethnic classification of idiots »). Ses observations sur leur apparence (« The nose is small. The skin has a slight dirty yellowish tinge, and is deficient in elasticity, giving the appearance of being too large for the body.”) ont été reprises plus d’un siècle plus tard et ont été à la base des examens de dépistage de la trisomie 21. Les individus atteints de trisomie 21 avaient une collection nucale liquide, due à une anomalie du système de drainage lymphatique, durant le troisième mois de vie intra-utérine. En 1919, Shuttleworth notait l’association entre l’âge maternel et le syndrome de Down. Dès 1966, il est devenu possible de poser le diagnostique prénatal de la trisomie 21 en effectuant le caryotype des cellules en culture provenant du liquide amniotique et, au vu du risque de fausse couche de l’amniocentèse, ce dépistage a été proposé uniquement aux grossesses à risque (plus de 35 ans, ce qui correspondait à 5% des femmes enceintes). Ce groupe à risque contenait 30 % des trisomies 21.

1.2.3.1. Dépistage de deuxième trimestre

Durant la deuxième moitié des années 80, grâce à de nombreuses recherches qui ont porté sur le dépistage des aneuploïdies et d’autres malformations et leur marqueurs biochimiques, une nouvelle méthode de dépistage a été introduite. Cette méthode tient compte non seulement de l’âge maternel, car le nombre de femmes de plus de 35 ans augmentait,

mais aussi de la concentration dans la circulation maternelle de différents produits foeto-placentaires.

En 1984, Merkatz et al. ont mis en évidence l’association entre un niveau d’AFP réduit et un risque d’aneuploïdie augmenté, en particulier la trisomie 21 mais aussi la trisomie 18. L’AFP n’est pas simplement dosée dans la circulation maternelle mais aussi ajustée puis comparée: chaque laboratoire établit une échelle de valeur de l’AFP avec la médiane de l’AFP de grossesses normales pour chaque semaine gestationnelle. La mesure de chaque patiente est ajustée en fonction du poids de la mère, de l’ethnie, du nombre de foetus et de l’état diabétique de la patiente. Les résultats des mesures de l’AFP sont toujours convertis en multiple de médiane (MoM): soit la division de l’AFP mesurée et ajustée par la médiane de l’AFP du même âge gestationnel.

La mesure de l’AFP est plus précise entre la 16e et la 18e semaine d’aménorrhée mais cette mesure peut être effectuée entre la 15e et la 22e semaine.

L’augmentation ou la diminution de l’alpha-foetoprotéine a donc été un des premiers tests non-invasifs de dépistage pour identifier les grossesses

à risque d’aneuploïdie mais aussi de non fermeture du tube neural. Puis l’hCG et l’estriol non conjugué (uE3) ont été ajoutés au dépistage des

aneuploïdies. Le triple test est ainsi composé de uE3 qui est diminué dans la trisomie 21 (0.79 MoM), de l’hCG et de l‘AFP.

L’hCG est augmentée dans la trisomie 21 (MoM 2.04). A partir de la 16e semaine de gestation, ces trois marqueurs étaient suffisamment différents dans les trisomies 21 par rapport aux grossesses normales et, associés à l’âge maternel, permettaient l’identification de 60 % (sensibilité de 60%) des trisomies 21 avec toujours 5% de dépistage invasif (amniocentèse) (Nicolaides, 2004). En revanche, dans les cas de trisomie 13 ou 18, la βhCG libre est significativement diminuée.

La diminution de l’AFP et l’augmentation de l’hCG dans le syndrome de Down peuvent être expliquées comme le reflet de l’immaturité du fœtus.

Ainsi toutes ces valeurs correspondraient à un âge gestationnel plus jeune.

Depuis 1993, il a été mis en évidence que la sous-unité beta libre de l’hCG (free beta-hCG, fβhCG) augmentait le taux de détection de la trisomie 21 de 4%. Les βhCG libres tronquées et non tronquées sont aussi augmentées dans la trisomie 21. Sa sensibilité et sa spécificité est meilleure surtout durant la 14e -15e semaine gestationnelle. Ainsi, différentes études ont démontré que le taux de détection était meilleur si l’on prenait en compte la fraction libre de la βhCG et l’AFP plutôt que le triple test avec un taux de faux positif légèrement plus élevé, en fonction des études (Spencer et al., 1993). Ce test a été nommé le double test du 2e trimestre.

Le double test est le dépistage effectué grâce à l’AFP et le βhCG. Il doit être effectué entre la 14e _{et la 18 0/7 semaine d’aménorrhée.}

Le risque calculé de la trisomie 21 se fait ainsi : Risque= Age* F (βhCG) * F(AFP)

F(βhCG)= P (Down)/ P(contrôle)

F(AFP)= P (Down)/ P (contrôle)

où P représente la probabilité que la valeur du dosage appartienne à la population normale respectivement à la population Down.

Ce résultat est ensuite modulé par le poids de la mère, les antécédents familiaux et la mesure à l’échographie de la distance bi-pariétale.

(où F = Fréquence)

Figure 5. Distribution selon MoM βhCG des fœtus avec et sans une trisomie 21

1.2.3.2. Dépistage du premier trimestre

On s’est intéressé à un dépistage plus précoce avec la découverte de la PAPP-A (pregnancy associated plasma protein A). Actuellement, la détection du risque de trisomie 21 peut être effectuée entre la 11e _{et la 18} 6/7 semaines d’aménorrhée, grâce à des marqueurs sanguins et à l’échographie.

Le test du premier trimestre a donc été mis sur pied ; il comprend la fraction libre β de l’hCG et la PAPP-A. La PAPP-A, une protéase produite par le syncytiotrophoblaste, scinde l’IGF2 et l’IGF BP qui sont initialement liées. L’IGF2, comme vu auparavant, participe dans l’invasion trophoblasique.

Le risque de la trisomie 21 grâce au dépistage du premier trimestre est calculé ainsi :

α +β1 âge+β2* PAPP-A+β3 *fβhCG + β4 clarté nucale où α, β1, β2, β3 et β4 représentent des facteurs de pondération.

Dans le syndrome de Down, durant le premier trimestre, la médiane de la fraction libre β de hCG est d’environ 1.79 MoM et la médiane de la PAPP-A est de 0.43 MoM.

Ces deux marqueurs combinés à l’âge maternel et à la mesure de la clarté nucale ont un taux de sensibilité de 90 %. Comme on l’a vu, le triple test de 2e trimestre a un taux de sensibilité de 60%. Le test de 1er trimestre est cependant plus difficile à effectuer, car la fraction libre de la β hCG est augmentée dès la 12e _{semaine et la PAPP-A perd de sa valeur de} discrimination après la 13e _{semaine, ce qui laisse une petite fenêtre} d’évaluation et rend difficile l’interprétation du test. Il y a encore actuellement de nombreuses discussions à propos du meilleur algorithme mathématique. De plus, le dosage de l’AFP doit quand même être effectué au 2e trimestre pour détecter les non fermetures du tube neural.

Figure 6. Risque de trisomie 21 à 12 SA selon l’âge maternel et la valeur de la fraction libre β de l’hCG (gauche) et de la PAPP-A (droite) (Nicolaides, 2004)

L’échographie. Les fœtus atteints d’aneuploïdie présentent de nombreuses malformations. La mesure de la clarté nucale fait partie du test de dépistage du syndrome de Down du 1er trimestre. Physiologiquement elle augmente avec l’âge gestationnel puis disparaît normalement après le premier trimestre. L’augmentation anormale durant la premier trimestre est associée à une incidence accrue de trisomie 21; ce risque croît avec l’augmentation de la mesure de la clarté nucale. Elle doit être mesurée entre la 11e et la 13 6/7 semaine d’aménorrhée ( entre le 77e et le 97e jour) donc une longueur cranio-caudale (LCC) entre 45 et 84 mm. Les valeurs normales se trouvent entre 1.2 et 2.1 mm pour une LCC de 45 mm et entre 1.9 à 2.7 mm pour une LCC de 84 mm. L’étiologie exacte de l’augmentation de la clarté nucale est inconnue, cependant on pense qu’elle reflète l’accumulation de lymphe due à un mauvais développement du système lymphatique.

De nombreuses études ont démontré que l’absence de visualisation de l’os nasal entre la 11e _{et la 13 6/7 semaine est plus fréquente chez les} fœtus atteints de trisomie 21 et d’autre aneuploïdie que chez les fœtus à caryotypes normaux (Zoppi et al., 2002; Cicero et al., 2004). La sensibilité du dépistage du premier trimestre comprenant la fraction libre du βhCG, la PAPP-A, la clarté nucale, l’os nasal et l’âge maternel, est de 90.5% avec 0,5 % de faux positif (Cicero et al., 2003).

Recommandations actuelles. Toutes les femmes enceintes doivent bénéficier d’un test de dépistage de la trisomie 21 durant le premier trimestre puis d’une seconde prise de sang durant le 2e trimestre pour la détection des non fermetures du tube neural).

Si le risque calculé est égal ou plus grand que 1/380 à Genève (sinon 1/250 ou 1/300 en fonction des centres), les patientes sont conseillées d’effectuer une amniocentèse ou une choriocentèse.

La choriocentèse s’effectue entre la 11e SA et la 13 6/7 semaine d’aménorrhée et le risque de fausse couche est de 1%. L’amniocentèse est déconseillée avant la 13e semaine car le taux de fausse couche est

plus grand, elle devrait être effectuée entre la 15e et la 17e semaine avec un risque de fausse couche de 0,5%.

1.2.3.3. Défaut de fermeture du tube neural

Que les tests de dépistage de la trisomie 21 soient effectués lors du 1er ou du 2e trimestre, l’AFP doit être dosée durant le 2e trimestre pour dépister les non fermetures de tube neural. Une valeur de l’AFP supérieure à 2,5 MoM , qui est la valeur limite utilisée à Genève, détecte 90% des défauts de fermeture du tube neural avec 3% de faux positifs. Grâce à l’AFP, 90% des fœtus atteints de spina bifida, de méningocèle, de myéloméningocèle, d’anencéphalie ainsi que la moitié environ des fœtus présentant des défauts de la paroi ventrale (omphalocèle, gastroschisis), des obstructions intestinales, des malformations rénales comme les néphropathies congénitales, des troubles dermatologiques, des triploïdies et les translocations sont détectés. L’augmentation de l’AFP a aussi été associée à un risque augmenté d’avortement spontané, de prématurité, de pré-éclampsie, de RCIU et de mort-nés (Duric et al., 2003).

Ces différentes études sur le dépistage des aneuploïdies montrent que ces marqueurs (la fraction libre de la β hCG et l’AFP) gardent une place très importante dans le dépistage de différentes pathologies. Ces molécules sont-elles reliées à d’autres maladies obstétricales ?

1.3. Pré-éclampsie

1.3.1. Physiopathologie de la pré-éclampsie 1.3.1.1. Facteurs de croissance

On pense que de nombreuses maladies de la grossesse dont la pré-éclampsie sont dues à une déficience de la vascularisation placentaire. Après avoir passé en revue les étapes physiologiques du développement placentaire, voici certains mécanismes connus qui induisent dans la pré-éclampsie un trouble de l’angiogénèse placentaire. Nous porterons notre intérêt sur les facteurs de croissance, les marqueurs biologiques, le système immunitaire et les facteurs génétiques.

La physiopathologie de la pré-éclampsie peut être expliquée en deux étapes différentes: d’abord par un défaut de la placentation puis, par une réaction maternelle généralisée touchant l’endothélium (Van Wijk et al., 2000). L’invasion des cellules trophoblastiques dans l’endomètre et dans le tiers proximal du myomètre et l’invasion des artères spiralées sont d’une importance vitale pour la fixation du placenta et la connexion avec le système vasculaire maternel. Dans la pré-éclampsie, on retrouve une invasion trophoblastique trop superficielle avec un défaut de l’invasion des artères spiralées qui restent ainsi de petit calibre (Matijevic et al., 1999; Meekins et al., 1994). Il en découlerait une hypoxie placentaire durant toute la grossesse qui serait le primum movens de la pré-éclampsie, cette réaction maternelle généralisée touchant l’endothelium de différents organes.

L’étude histologique des placentas chez ces patientes montre une prolifération trophoblastique mais une migration des cellules trophoblastique trop superficielle (Redline et al., 1995); l’invasion des artères spiralées du myomètre est fortement réduite causant ainsi une réduction de l’apport sanguin dans l’espace intervilleux et exposant le fœtus à des conditions pauvres en nutriments et en oxygène. On pense que l’ischémie placentaire libère des facteurs placentaires toxiques dans la circulation sanguine maternelle qui altèrent le bon fonctionnement de l’endothélium et induit une réaction endothéliale maternelle généralisée (Van Wijk et al., 2000).

Plusieurs études ont démontré que l’hypoxie perturbe l’expression d’isoformes de VEGF. Lyall et al. (1997) ont démontré une diminution des récepteurs au VEGF dans la pré-éclampsie et Kupferminc et al. (1997) ont mis en évidence des taux élevés de VEGF dans la circulation maternelle chez les patientes souffrant de pré-éclampsie, ainsi qu’une corrélation entre leur taux et la sévérité de la pré-éclampsie. L’activité d’autres facteurs de croissance est aussi perturbée lors de la pré-éclampsie: par exemple l’Ephrine-A1 ainsi que les récepteurs Tie sont diminués (Vuorela et al., 1998). Le placental growth factor semble également être modifié avec la pré-éclampsie.

La différentiation trophoblastique est probablement aussi perturbée. Ceci entraîne une perturbation de l’invasion placentaire et également un milieu hypoxique. Un facteur de transcription, HIF-α, est stimulé en milieu hypoxique, et entraîne une prolifération trophoblastique sans invasion en induisant l’activation de certains gènes dont le TGF-β3, un inhibiteur de l’invasion trophoblastique. Cette molécule, contrairement aux grossesses d’évolution normale, est encore présente au delà du premier trimestre dans la pré-éclampsie ( Caniggia et al., 1999 et 2000). De plus l’HIF-1α supprime α1β1 qui est une molécule d’adhésion nécessaire pour la migration trophoblastiques (Goldman-Wohl et al., 2002). D’autres troubles de l’expression de la famille des TGFβ ont été mis en évidence dans la pré-éclampsie avec la restauration de la capacité d’invasion des artères spiralées par les cellules trophoblastiques lors d’adjonction d’anticorps anti-TGFβ (Caniggia et al., 1999).

Ce défaut de différenciation cellulaire permettant l’invasion nécessaire au premier trimestre induit des cellules trophoblastiques trop immatures. . Ces cellules trophoblastiques immatures présentent à leur surface l’intégrine α5 et n’exprime pas l’intégrine α1 ; ainsi, elles n’acquièrent pas le phénotype nécessaire à l’adhésion endovasculaire (Zhou et al., 1997-b) et leur prolifération est excessive (Redline et al., 1995).

Les changements normalement observés dans les artères spiralées sont limités dans la pré-éclampsie aux segments distaux de ces artères. Un tiers des artères spiralées dans le lit placentaire n’est pas affecté par l’invasion endovasculaire des trophoblastes et des segments entiers du myomètre restent intacts. Cette invasion trophoblastique trop superficielle altère également l’expression de certains gènes impliqués dans la dégradation de la matrice extracellulaire, qui de ce fait sont déficients, comme par exemple l’expression de MMP-9 qui n’est pas stimulée dans la pré-éclampsie (Lim et al., 1997). L’activité enzymatique de l’urokinase plasminogen activator et plasminogen inhibitor est aussi altérée dans la pré-éclampsie (Graham et al., 1996).

Ces altérations placentaires prenant forme lors du 1er trimestre nous posent le problème de la difficulté d’avoir accès, durant le développement de ces lésions, au matériel pour les investigations morphologiques, le diagnostic étant posé dès la 20e SA et les placentas étant disponibles après l‘accouchement.

Récemment, les recherches se sont consacrées sur les gènes uniquement exprimés dans les placentas des patientes souffrant de pré-éclampsie. On a découvert que sFlt1 est augmenté chez les patientes souffrant de pré-éclampsie. Flt1 est un récepteur de VEGF. sFlt1 est une variante de Flt1 mais sans la partie transmembranaire et cytoplasmique du récepteur, donc libre et soluble dans la circulation sanguine maternelle (Maynard et al., 2003; Lawrence, 2003; Lutton et al., 2003). sFlt1 est un antagoniste de VEGF qui est un facteur de croissance de cellules endothéliales, maintient la perméabilité des capillaires et est un vasodilatateur puissant (en stimulant la production d’oxyde nitrique et de prostacyclines). Tandis que Flt1 transmet le signal de VEGF, sFlt1 se lie au facteur de croissance (VEGF), diminue sa concentration sanguine libre et en diminue l’effet. Il agit comme antagoniste de VEGF, perturbant l’angiogénèse placentaire, la perméabilité des capillaires et inhibant l’effet vasodilatateur. Comme conséquence, en présence de sFlt1, l’hypertension arterielle apparaît et l’endothélium est altéré, ce qui induit une atteinte multiorganique avec l’apparition d’une protéinurie, d’un œdème hépatique avec un trouble de l’hémostase et d’oedèmes généralisés. La barrière hémato-encéphalique est également altérée, ce qui induit un œdème cérébral (cf Fig. 7).

Cependant, bien qu'il ait été mis en évidence une invasion trop superficielle et une ischémie placentaire, on ignore quel est exactement le premier élément physiopathologique à l'origine de la pré-éclampsie.

D’'une part, l'hypoxie placentaire pourrait relâcher des facteurs toxiques dans la circulation maternelle. D'autre part, l'expression de certains gènes pourrait induire des anomalies endothéliales avec atteinte rénale et placentaire. Les deux hypothèses ne sont pas exclusives et pourraient expliquer le développement des symptômes maternels.

Figure 7. Physiopathologie de la pré-éclampsie (Luttun A & Carmeliet P., 2003)

1.3.1.2. Marqueurs biologiques et biophysiques

De nombreuses études prospectives, transversales et rétrospectives de sont penchées sur la mesure d’autres marqueurs biologiques qui

précéderaient la survenue des symptômes que les facteurs de croissance. Ces marqueurs peuvent être divisés en quatre catégories : les marqueurs de la résistance vasculaire et de la perfusion placentaire (test à l’angiotensine, Roll-Over test, la mesure de la tension artérielle durant le second trimestre, doppler des artères utérines,…), les marqueurs de l’atteinte rénale (l’acide urique, la kallicréine urinaire, la calciurie, la microalbuminurie,…), les marqueurs pro-inflammatoires et de l’atteinte endothéliale ( la fibronectine, les pro et anti- oxydants, les cytokines, les activateurs de la coagulation,…) et les marqueurs de l’unité foeto-placentaire ( peptides foeto-placentaires).

Les marqueurs de la résistance vasculaire ont été évalué pour détecter les patientes à risque pour la pré-éclampsie mais ils ne sont pas utilisés en clinique à cause de leur coût, leur durée et leur difficulté. Le test à l’angiotensine consiste en une perfusion d’angiotensine II et une augmentation de la pression diastolique de plus de 22 mmHg. Des doses plus faibles sont nécessaires chez les patientes à risque de faire une pré-éclampsie ce qui reflète une résistance générale aux vasoconstricteurs durant les grossesses normales. Cette différence est déjà visualisée dès la 10e semaine d’aménorrhée jusqu’à l’accouchement. Les patientes destinées à faire une pré-éclampsie montrent une augmentation progressive de la réponse à l’angiotensine II dès la 23e semaine avec une nécessité d’angiotensine moindre pour la même augmentation de la pression diastolique. Même si ce test a une bonne sensibilité et une bonne spécificité dans la plupart des études, il est difficilement utilisable en routine.

Le Roll-Over test consiste en une augmentation de la tension artérielle de 15 à 20 mmHg apparue en 5 à 6 min de décubitus dorsal après une position de décubitus latéral gauche. Si le test est positif, il peut être prédictif d’une pré-éclampsie. Ce test est facilement praticable en routine mais sa spécificité (35 à 95 %), sa sensibilité (4 à 88 %) et sa valeur prédictive positive (13 à 93 %) sont très variables selon les études et ont fait abandonner la pratique de ce test.

La mesure de la tension artérielle durant le second trimestre est légèrement plus élevée chez les patientes qui vont développer une pré-éclampsie. Une étude ayant mesuré la pression artérielle de 1100 patientes primipares entre 18 et 24 semaines d’aménorrhée a mis en évidence qu’une moyenne des pressions diastoliques durant 24 heures plus élevée que 71 mmHG était un bon facteur prédictif de pré-éclampsie. Cependant, ce seuil a une sensibilité de 22 % uniquement , une valeur prédictive positive de 15% et ne distingue pas les patientes qui vont développer une pré-éclampsie ou une hypertension gestationnelle.

La mesure de la résistance vasculaire utéro-placentaire grâce à l’échographie-Doppler au niveau des artères utérines maternelles durant le

second trimestre a été utilisé pour la détection précoce des patientes à risque de pré-éclampsie (Bewley et al., 1991 ; Chappell et Bewley, 1998). Les bases physiopathologique de cette mesure réside dans le fait que dans la pré-éclampsie, il y a une déficience de l’invasion des artères spiralées dans le trophoblaste qui résulte en une réduction de l’apport sanguin au niveau placentaire. La persistance de résistance vasculaires élevées à la fin de second trimestre ( Notch) est alors corrélé à un risque accru de pré-éclampsie et /ou de retard de croissance intra-utérin. Mais les différentes études sont difficilement comparables à cause de leur différentes techniques de mesure, définition, population, âge gestationnel,..). La persistance d’un notch bilatéral après la 24e semaine a été corrélé à la pré-éclampsie chez les patientes à bas risque avec une valeur prédictive de faible à modérée ( Irion et al., 1998 ; Chien et al., 2000). Chez les patientes à haut risque de pré-éclampsie, ( cf. facteur de risque. 1.3.2.2), l’index de résistance des artères utérines ou la persistance d’un notch bilatéral est d’une prédictibilité faible ( Conde-Agudelo et al., 2004). En 2005, Vainio et al. ont démontré que le Doppler des artères utérines à la 11e _{et à la 14}e _{semaine était en bon instrument de pronostic} pour la pré-éclampsie. En général, la valeur prédictive positive d’un test anormal est faible dans la population à bas risque. Ce test est meilleur pour les patientes à haut risque et semble être réassurant lorsqu’il est négatif.

Les marqueurs de l’atteinte rénale ont également été étudiés. Une élévation sérique de l’acide urique due à une diminution de l’excrétion rénale d’urate est fréquemment retrouvé chez les patientes souffrant de pré-éclampsie. Une valeur dépassant 5,9 mg/ dL d’acide urique à 24 semaines a une valeur prédictive positive de 33% pour la pré-éclampsie (Jacobson et al., 1990). Chappell et al., 2002 l’ont trouvé prédictif dans une petite étude case-control chez les patientes à haut risque. Mais l’acide urique n’est pas largement utilisé car il n’arrive pas à différencier les pré-éclampsies des hypertensions gestationnelles (Lim et al.,1998). La kallicréine urinaire et le calcium urinaire semblent être prédictifs chez les patientes à faible risque

Les marqueurs pro-inflammatoires et de l’atteinte de l’endothélium semblent aider au diagnostic précoce. L’activation cellulaire de l’endothélium est la cause de l’augmentation de fibronectine sérique

(Brubaker et al., 1992 ; Halligan et al., 1994). Chavarria et al., 2003, ont trouvé que les patientes qui développaient une pré-éclampsie avaient des taux significativement augmenté à 12 semaines d’aménorrhée mais la valeur prédictive positive était seulement de 29 % tandis que la valeur prédictive négative était de 98%.

L’augmentation des lipides péroxydes associés à la diminution de l’activité des anti-oxydants chez les patientes avec une pré-éclampsie ont poussé les recherches sur les marqueurs du stress oxydatif. Les pro-oxydants comme le fer, la transferrine, la ferrritine, les trigycérides, les acides gras libres et les lipo-protéines n’ont pas montré leur efficacité dans le dépistages de la pré-éclampsie. Les anti-oxydants comme la vitamine C et E ont donnés lieux à de nombreux travaux. Chappell et al., 2002, avaient montré que l’acide ascorbique était précocement réduit dans la pré-éclampsie mais une étude plus récente (Poston et al., 2006) n’a pas confirmé les études précédentes. Ils n’ont pas montré de diminution du taux de pré-éclampsie chez les patientes qui ont été traité par vitamine C et E mais même une augmentation du risque d’hypertension gestationnelle et des petits poids de naissance.

De nombreuses cytokines relâchées par l’endothélium, les leucocytes, les macrophages et les lymphocytes sont élevées dans la pré-éclampsie. Ces cytokines entraînent une réponse inflammatoire et une augmentation d’une cascade de facteurs ( comme la protéine C réactive). Un bon nombres de ces marqueurs a été étudié mais aucun n’a été suffisamment prédictif (Savvidou et al., 2002 ; Takacs et al., 2003).

La thrombocytopénie ainsi que les dysfonctions plaquettaires se retrouvent souvent dans la pré-éclampsie. Ahmed et al., 1993, ont trouvé une association entre la pré-éclampsie et le volume plaquettaire.

Les peptides placentaires. Comme mentionné plus haut, la cascade inflammatoire produit de nombreux de nombreux peptides placentaires.

De nombreux travaux ont étudié ces marqueurs comme la CRH, hCG, activine A et l’inhibine A. Les même problèmes que les études précédentes sont rencontrés, les études étant très différentes entres elles. Keelan et al., 2002, ont rapporté que l’activine et l’inhibine A étaient fortement augmentées dans la pré-éclamspie mais d’autres auteurs ont montré un chevauchement de ces molécules chez les patientes normotendues et les patientes pré-éclamptiques ( Blackburn et al., 2003 ; Grobman et Wang 2000 ; Zeeman et al., 2002). Les études concernant l’hCG et l’AFP seront discutées plus tard ( chapitres 4.1 et 4.2). Les autres peptides placentaires comme la PAPP-A, l’Estriol et la CRH, n’ont pas encore démontré leur rôle dans le dépistage de la pré-éclampsie mais les études sont en cours. La PAPP-A semble plutôt diminuer dans la pré-eclampsie ( Spencer et al., 2005 ; Smith GC et al., 2002 ; Dugoff et al., 2004) mais les études sont encore contradictoires ( Bersinger et al., 2003). La CRH semble augmenter avec la pré-éclampsie (Ek N. et al., 2003).

1.3.1.3. Implication du système immunitaire

Le processus de l’invasion par les cellules trophoblastiques a lieu dans une situation d’équilibre délicat entre le potentiel invasif des cytotrophoblastes et les mécanismes de défense de la mère.

Les études épidémiologiques indiquent que les grossesses sur insémination avec don de sperme, sans cohabitation antérieure, se compliquent plus souvent de pré-éclampsie et dirige les recherches vers un mécanisme immunitaire de la maladie (Robillard et al., 1994 ; Smith et al., 1997).

On a découvert que le complexe majeur d’histocompatibilité HLA-G est exprimé dans le trophoblaste et le protège contre le système immunitaire foeto-maternel, ce qui lui permet l’invasion de l’utérus. Le Bouteiller et al. (1999) et Dekker et al. (1998) avaient déjà montré que les cellules trophoblastiques sont protégées de l’attaque des natural killers présents aux sites d’implantation.

Les récents travaux de Moffet-King (2002) ont montré que le cytotrophoblaste qui envahit le territoire maternel n’exprimait qu’une combinaison unique de HLA : le HLA-C, HLA-E et HLA-G . Les cellules trophoblastiques rencontrent de nombreuses cellules NK (natural killers) présentant un phénotype différent que les NK de la circulation maternelle (ils produisent plus de cytokines qui ont une activité cytolitique. Les récepteurs des NK, KIRS (killer immunoglobuline-like receptors) reconnaissent l’HLA-C. Les différents KIRS agissent de multiples manières en fonction des phénotypes des HLA-C (HLA-C1 et HLA-C2 ) avec lesquels ils interagissent. Certains inhibent les NK, d’autres les stimulent. Les KIRS inhibiteurs sont plus fréquents chez les patientes qui font une pré-éclampsie. Il y a encore plus de risque de pré-éclampsie si le foeotus est homozygote pour le phénotype HLA-C2.

La seconde étape de cette maladie est une atteinte de la fonction endothéliale maternelle généralisée entraînant une maladie systémique avec une réduction de la perfusion de tous les organes (Roberts, 1998). Cette réaction endothéliale généralisée est due à une réponse systémique inflammatoire (Redman et al., 1999; Sacks et al., 1998) et à une augmentation du stress oxydatif (Walsh, 1998 ; Hubel, 1999). La relation de cause à effet entre le primum movens qui est probablement l’hypoxie placentaire et les atteintes endothéliales et biologiques observées chez la mère sont actuellement en cours d’investigations.

Une hypothèse plausible est que la perfusion placentaire réduite mène à une augmentation de la péroxidation lipidique et à la libération de radicaux libres d’oxygène, sans une régulation du système antioxydant.

L’activation inhabituelle des neutrophiles et des macrophages, qui pourrait être due en partie aux péroxides lipidiques, a été démontrée dans le cas de la pré-éclampsie. Cela mène à une production augmentée de cytokine et à l’activation des cellules endothéliales. La péroxidation lipidique conjuguée à la libération des radicaux d’oxygène mène à l’inactivation du NO qui est vasodilatateur.

On a aussi supposé que des fragments de cytotrophoblastes, qui se trouvent, avec des cellules fœtales, en grand nombre dans le sang maternel dans le cas de la pré-éclampsie, pourraient être la cause des

changements des cellules endothéliales dans la mesure où des quantités augmentées de cytokines seraient libérées en tant que réponse inflammatoire. Des grandes quantités de TNFα, TNFα-récepteurs, interleukin-2, interleukin-6 et interleukin-12 ont été trouvées dans le plasma, le liquide amniotique et le placenta dans les cas de pré-éclampsie. Goswami et al. (2006) ont mis en évidence dans le sang maternel des patientes qui développent précocement une pré-éclampsie (avant la 34 SA) des microparticules de syncytiotrophoblastes.

Le dysfonctionnement endothélial mène à un déséquilibre entre les facteurs vasodilatateurs et vasoconstricteurs et donc à la hypertension. L’équilibre entre les mécanismes de coagulation et d’anti-coagulation du sang est aussi affecté par les changements quantitatifs des substances coagulantes et leurs inhibiteurs. Ce déséquilibre mène à une production diminué de prostacyclines et à une croissance simultanée de la synthèse de thromboxane A2.

Certains auteurs (Ness et al ., 1996) proposent deux origines distinctes pour la pré-éclampsie, l’une due à un trouble de la perfusion trophoblastique et l’autre due à un trouble maternel pré-existant. Branch et al. (1989) et Out et al. (1992) parlent en faveur d’une association entre l’apparition précoce de la pré-éclampsie et la présence d’anticorps anti-phospholipidiques, ou la présence de thrombophilies (Dekker et al., 1995), ou la pré-existence d’un diabète sucré compliqué d’une micro-angiopathie (Siddiqi et al., 1991) ou encore la présence d’une hypertension chronique (Dekker et al., 1995).

1.3.1.4. Facteurs génétiques

Les meilleurs marqueurs de la pré-éclampsie restent les antécédents d’hypertension gestationnelle, de pré-éclampsie, d’éclampsie, de HELLP syndrome, de décollement placentaire prématuré, de retard de croissance intra-utérin sévère, de mort fœtale in utero, mais malheureusement la majorité des patientes sont nullipares. Les antécédents familiaux de syndrômes vasculo-rénaux ou les antécédents personnels de thrombose sont des facteurs de risque importants.